常用金属切削加工方法
铰削加工的特点:
1)加工余量小,切削厚度薄,切削力小,切削速度低 (v=0.016~0.1m/s),切削热少。工件变形小。
2)铰刀齿数多,导向好,芯部直径大,刚性好,修光刃 具有导向、修光、校准孔的作用,刀具的制造精度高。
铰孔不能加工淬硬的孔,也不用于加工断续孔如: 阶梯孔、花键孔以及盲孔、短孔等。实际生产中, 钻-扩-铰是加工较精密中小孔的典型加工工艺
3 刀具耐用度高 4 机床结构简单 5 刀具成本高
用于加工各种截 面形状的通孔, 也可加工平面, 沟槽。拉削主要 用于成批大量生 产 如图所示各种截 面的通孔均可拉 削;
第四节 铣削加工
设备:铣床。刀具:铣刀。主运动为铣刀高速旋转运动, 进给运动为工件直线连续进给。
一、铣削铣刀等。
直径与拉削后 的孔径相同, 只起校准与修 光作用。
用于支承较长的 拉刀
(二)拉削过程
拉削加工过程中只有一个主运动,进 给运动由拉刀本身结构实现。
(三)拉削的特点及应用
1 生产率高 粗精加工。
拉削属于多刃切削,一次行程能完成
2 加工质量好 拉削切削速度较低(v<0.3m/s), 切削深度小(ap < 1.0mm),拉床采用液压传动, 拉削过程平稳。IT8~IT7,Ra0.8~0.4μm
适于单件小批生产
浮动镗刀片镗孔的特点: 1 由孔本身定位,不能纠正原有孔的轴线偏斜,(与 铰孔相似)。只适于精镗。 2 镗孔的表面质量较高。
3 生产率高
用于批量生产
镗床的应用:在镗床上可进行一般孔的钻、扩、铰、 镗;可镗大孔,端面;车螺纹,铣平面;镗同轴孔、 平行孔、垂直孔。镗孔精度IT9~IT6,Ra1.6~0.8μm
防止措施
1)两个主切削刃刃 磨对称 2)预钻一个锥形坑 定心 3)利用钻模钻孔。 4)钻前平端面
2 钻削热不易消散。加剧了钻头的磨损。
3 排屑困难,切屑排出时会刮伤已加工表面。
(四)钻削的应用 主要用于孔的粗加工。加工精度IT10以下,Ra大于 12.5μm 。如
1)螺栓联接孔、油孔等精度和表面质量要求不高的孔。 2)较高精度要求孔的预加工工序。 3)攻螺纹的底孔。
三、镗孔
利用钻、扩、铰以及在车床上镗等加工孔的方法只 能保证孔本身的形状尺寸精度,不能保证孔与孔之 间的位置精度要求。而在镗床上镗孔可以保证孔系 的位置精度要求(如箱体、支架等工件上的孔)。
镗床的结构如图示
镗削加工所用的刀具为镗刀,镗刀分为单刃 镗刀和浮动镗刀片两种结构。
单刃镗刀的特点:
1 可以修正上一工序造成 的轴线歪曲、偏斜等缺陷 2 适应性强,可加工不同 直径的孔;通孔、盲孔、 锥孔、沟槽等均可加工。 3 生产率低。 4 不宜加工淬硬孔。
(3) 切削层面积A c:
为每齿切削面积。 A c= a ω a c 。总的切削面积 等于同时工作的各刀齿切削面积之和。 A c是变 化的。
3、铣削合力
垂直切削分力。 关系到工件在 工作台上是否 稳固 径向力 轴向切削 分力 轴向力
进给力 沿纵向进给 方向,影响 工作台进给 机构的强度
切向力 切削合力为:
2 龙门刨床刨削
主要用来加工大型工件的平面或一次同时加工多个中 小型工件 主运动为工作台带动工件作往复直线运动,刀具沿横梁或 立柱作间歇进给运动。
3 插床插削
插床的主运动是 刀具在垂直方向作 往复直线运动,工 件安装在工作台上 做横向、纵向或圆 周方向间歇进给运 动。
插削适于单件小批 生产中加工各种内 表面,如键槽、花 键槽、多边形孔等。
(2)顺铣 铣刀旋转方向与工件进给方向相同。 每齿ac由max →0 。避免了逆铣的缺点。
2 端铣法
应用广泛。
(1)端铣的特点
1)生产率高。因可采用较大的切削用量。 2)加工质量好。切削过程较平稳,副切削刃可 修光。 (2)端铣的铣削方式 1)对称铣削
用于铣削碳钢。
2)不对称逆铣
用于加工低合金钢
二、拉削加工 (一)拉刀
供拉床 夹头夹 持 由粗切齿、过渡齿和精切齿三 部分组成。其直径由前向后逐 易于进入待 渐增大。最后一个精切齿的直 加工孔内并 起定心作用 径应保证被拉削孔获得所要求 的尺寸。 保持刀 具最后 的正确 位置
连接头部与 其它部分, 在此处打标 记
起导向和定 心作用,并 检查拉孔前 的孔径是否 过小
第三节 刨削和拉削加工 一、刨削
刀具为刨刀,单刃刀具。主运动为往复直线运 动,进给运动为间歇运动。
(一)刨削的工艺特点: 1生产率低
2加工质量中等,IT9~IT7,Ra6.3~1.6μm
3通用性好,成本低
用于单件小批生产中及修配车间
(二)刨削的应用
1 牛头刨床刨削 用于中小型工件的刨削,主要加工平 面、各种沟槽及成型面
v f fn 60 a f zn 60
Z---铣刀齿数
(3)铣削深度ap 切削层尺寸。 (4)铣削宽度ae 削层尺寸。
平行于铣刀轴线方向测量的 垂直于铣刀轴线方向测量的切
2 切削层参数
(1) 切削宽度a ω: 铣刀 主切削刃参加工作的长度。
(2) 切削厚度a c :铣 刀相邻刀齿切削刃运动 轨迹间的垂直距离.
(二)铣削过程 1
铣削四要素
(1)铣削速度
Dn v 1000 60
(2)进给量
D---铣刀外径(mm) n----铣刀转速 (r/min)
有三种表示方法: 每转进给量f :铣刀每转一转,工件相对于铣刀 在进给方向移动的位移 每齿进给量af:铣刀每转过一个齿,工件相对铣刀 在进给方向移动的位移。 每秒进给量(进给速度)vf:每秒钟工件与铣刀沿 进给方向的相对位移。
(三)孔加工
在车床上可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔。
车床钻孔精度IT12~IT11, Ra 25~6.3μm; 钻后扩孔精度IT10~IT9, Ra 6.3~3.2μm;
铰孔精度IT8~IT7, Ra 1.6~0.8μm
镗孔是车床上加工孔 的基本方法。单件小 批生产中,精度等级 IT9~IT7,Ra 3.2 ~ 1.6μm的孔一般用车 床镗出;在成批大量 生产中,镗孔常作为 铰孔、拉孔前的半精 加工工序。对大孔来 说,镗孔常常是唯一 的加工方法。
四 车槽与切断 五 圆锥面的车削 常用的圆锥面的车削方法有:宽刀法、小刀 架转位法、偏移尾座法、靠模法
车 削 短 圆 锥 面
车削短圆 锥面 只 能手动进 给, 适于 单件小批 生产
加工质 量及生 产率高, 适合于 大批量 生产 只能加工外圆锥面,可以车较 长的锥面
第二节 钻削和镗削加工
孔是常用到的表面。孔的加工方法有钻孔、 扩孔、铰孔、镗孔、磨孔等。这些加工方法 可完成孔的不同精度和表面质量要求。 一 钻孔 钻孔是指在实体材料上加工孔,属于孔的粗加 工。钻孔可在车床上进行,也可在钻床上进行。 比较这两种钻孔方式的工作运动有何不同。钻 孔使用的刀具为麻花钻。 (一)麻花钻的结构及几何角度
Dn v 1000 60
ap =D/2
D---钻头直径(mm) n----钻头或工件的转速r/min
(2)进给量f(mm/r)
(3)钻削深度ap
2 钻削力 Fx=2Fx0+2Fx1+Fxψ M=2Fz0ρ+Fz1D+ Fzψ bψ 轴向力主要由横刃产生, 扭矩主要由主切削刃上 的切削力产生
(三)钻削的工艺特点 1 钻头容易引偏
第五节 磨削加工
用作精加工工序。主要介绍在磨床上利用砂轮 进行磨削加工。
利用内孔定位;锥度心轴工件能 压紧在心轴上,定位精度较高, 但不能承受较大的切削力;
圆柱心轴与工件内孔常用 间隙配合,定位精度较差。
二、车削的工艺特点
1 、 易于保证加工面间的位置精度。 2 、切削过程平稳
3 、生产率高
4 、应用范围广
5 、刀具简单
三、车削的应用
(一) 车削外圆 1 一般外圆面的车削。从提高生产率和保证加工质量
车床上工件的常用安装方法有: 1、三爪卡盘安装
特点: 三爪联动,能够实现自动定心。安装工 件时一般不需要找正。定位精度不高,一般为 0.01~0.1mm
应用: 应用广泛,适于安装短轴及盘套类零件 。
正爪的外表面、反爪、 软爪装夹工件。
2 四爪卡盘安装
特点:四个单动卡爪可分别调整,不能自动定 心,安装工件时需细致找正;定位精度可达到 0.005mm;夹紧力较大。 应用: 适于安装铸锻件毛坯、形状不规则工件 或较大的工件
螺旋角β—β越大,切削越容易,但钻头强度越低。 β=18~30o 顶角2φ—2φ越小,主切削刃越长,轴向力小 。 2φ=118o
前角γo:从外缘到中心, γo逐渐减小,切削条件变差。
后角αf :与γo变化相适应,从外缘到中心,逐渐增大, 以保证切削刃等强度。
(二)钻削过程 1 钻削要素 (1)υ(m/s)
1)顶尖安装配合附加支承中心架或跟刀架。
2)采用主偏角为90º 的偏刀,以减小径向分力Fy。 3)减小切削深度,增加进给次数,以降低切削力。 4)供足切削液,以降低切削温度,减小热变形产生的 误差,提高刀具的耐用度。
(2)偏心工件的车削
(3)曲轴的车削
(二)车端面及台阶
阶梯轴及盘套类零件上除了存在外圆面以外,还存在 端面及台阶面,也是通过车削来完成的。在车削加工 中利用一次安装可保证零件的端面、台阶面之间的平 行度要求以及它们与外圆、内孔表面的垂直度要求。 车削加工平面主要是指车端面和台阶面。
二 扩孔和铰孔 扩孔和铰孔主要用于对中、小孔的半精加工 和精加工。 (一)扩孔
使用的刀具:直径较大的麻花钻;扩孔钻。前者用 于单件小批生产中,后者用于精度要求较高或批量 较大的生产。
与麻花钻相比扩孔钻的结构特点: 1) 无横刃。 2)切削深度小,容屑槽较浅,刀体 强度高,刚性好,能采用较大的进 给量和切削速度。 3)有3~4个刀齿,导向性好,切削 过程平稳。